ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ БАЗ ДАННЫХ
О СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРАХ
ДЛЯ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ИХ СРОКА СЛУЖБЫ
, инженер ПТО, ;
, канд. техн. наук, доцент кафедры электроснабжения промышленных предприятий,
Алтайский государственный технический университет им. , г. Барнаул
Рассмотрены различные измеренные параметры силовых трансформаторов из базы данных крупного электросетевого предприятия. Произведена оценка паркового ресурса всего массива трансформаторов. Описана методика прогнозирования остаточного ресурса с использованием индекса состояния.
Особенности экономической стороны энергетики таковы, что эксплуатация трансформаторов после отработки нормативного срока службы является целесообразной, так как значительная доля трансформаторов сохраняет свою работоспособность.
Исходя из этих особенностей, требуется совершенствование контроля технического состояния работающего трансформатора не только с целью поддержания их работоспособности, но и надежности электроснабжения в целом.
Для достижения данной цели необходимо дать оценку паркового ресурса всего массива трансформаторов. Оценка состояния силовых трансформаторов в эксплуатации, как известно, производится по комплексу контролируемых параметров и их нормативам. При принятии решения о продолжении нахождения в эксплуатации силовых трансформаторов, которые отработали установленный срок службы, определяющим является состояние основных элементов: сердечника и обмоток, включая все элементы их твердой изоляции. Если их состояние является приемлемым для дальнейшей эксплуатации, то проверяют состояние остальных элементов, включая масло, вводы, переключатели ответвлений [1, 2].
Авторам был предоставлен доступ к базе данных крупного электросетевого предприятия (число эксплуатируемых трансформаторов более 10 тыс. шт.) с различным количеством измеренных параметров, а именно:
• сопротивление изоляции обмотки R60 при различных позициях измерения (ВН-НН+корпус;ВН+НН+корпус; НН-ВН+корпус);
• сопротивление изоляции обмотки R15 при различных позициях измерения (ВН-НН + корпус;
ВН+НН+корпус; НН-ВН+корпус);
• внешняя температура нагрева бака
при измерении сопротивления изоляции обмотки высокого напряжения фаз А, В, С;
• внешняя температура нагрева бака при измерении сопротивления
изоляции обмотки низкого напряжения фаз А, В, С;
• индекс состояния;
• кислотное число;
• последствия отказа;
• пробивное напряжение масла;
• степень физического износа;
• температура воздуха при измерении;
• температура вспышки масла;
• температура масла при отборе;
• температура обмотки при измерении (постоянный ток);
• температура обмотки при измерении (R15/R60).
При работе с базой данных была выявлена следующая проблема. Несмотря на занесение в базу данных всех установленных в сетевой компании трансформаторов, отмечен недостаток информации для полного описания изменения технического состояния во времени: в базе данных по каждому трансформатору обнаружены результаты минимум одного измерения каждого параметра. Связано это с тем, что со времени создания и ведения базы данных в течение нескольких лет измерения проводились только в каком-то одном году. Реже имеются результаты двух измерений в течение одного года. Как правило, имеющиеся значения параметров в этом случае одинаковы, либо различаются незначительно. Также в небольшом количестве имеются результаты измерений в разные годы. Однако даже для трансформаторов одной марки явную тенденцию изменения параметра во времени выявить не удалось: у части трансформаторов значения параметров не изменялись, у другой части значения увеличивались, у третьей части — уменьшались. Более сложных случаев, в которых бы имелись результаты трех и более измерений, не выявлено. Поэтому без увеличения продолжительности периодов основания прогнозов использование на-копленных наукой прогнозирования статистических методов (например, на основе анализа временных рядов) в данном случае не представляется возможным. Тем не менее, для решения текущих за-дач прогнозирования остаточного ресурса может быть использован вычисляемый в базе данных на основе имеющихся результатов измерений индекс состояния.
Индекс состояния (ИС) — это результат оценки технического состояния единицы оборудования, который учитывает срок службы, соответствие измеренным на конкретный момент времени технических характеристик единицы оборудования требованиям нормативной и заводской документации.
Под техническим ИС понимаются единые текстовые алгоритмы расчетов индексов технического состояния, позволяющие на основании всей совокупности измеряемых параметров и фиксируемых дефектов, через логические и математические формулы рассчитывать индекс технического состояния единицы оборудования.
Каждая единица оборудования характеризуется показателями состояния и различными типами отказов и дефектов. За характеристику состояния возьмем критерий, а показателем изменения состояния — оценку критерия.
Каждое оборудование характеризуется набором показателей — параметров. Весь комплекс критериев и параметров, влияющих на техническое состояние оборудования, должны являться составной частью ИС. Индекс состояния учитывает все факторы, используя подход, при котором состояние оценивается несколькими критериями, с весовыми коэффициентами влияния на общее состояние оборудования, а критерий оценивается несколькими параметрами [3].
Индекс состояния должен соответствовать следующим критериям:
- индекс должен давать точное представление об общем состоянии оборудования и возможности продолжения эксплуатации; индекс должен опираться на объективные, инструментальные измерения, вычисления, а не на предположения; индекс должен быть понятным и легко интерпретируемым.
В общем случае ИС представляет собой средневзвешенное значение всех оценок критериев с учетом состоятельности данных. При расчете ИС сначала вычисляется максимально возможный ИС (для максимальных оценок критериев с учетом весов), затем рассчитанное значение ИС единицы оборудования, нормируется к 100 [4].
В результате расчета устанавливается ИС и рекомендуемый вид воздействия, необходимый для приведения в соответствие с требованиями каждой единицы оборудования.
При оценке используются математические и логические формулы. При оценке используется сравнение значения параметра с его нормативным значением. Значение оценки отражает степень отклонения значения параметра от нормативного значения.
Выбор параметров, которые участвуют в расчете ИС, осуществляется экспертным образом на основании опыта эксплуатации, обслуживания, ремонта и диагностики конкретных видов и типов оборудования. Таким образом, в настоящий момент времени использование индекса состояния для целей прогнозирования технического состояния силовых трансформаторов является приемлемой альтернативой в случае отсутствия другой ретроспективной ин-формации о значениях их параметров.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Туйгунова содержания изоляции силовых маслонаполненных трансформаторов тяговых подстанций с учетом климатических условий // Дисс. канд. техн. наук: 05.14.02 [Место защиты: ИрГУПС (ИрИИТ)]. — Красноярск, 2011. — 231 с.
2. Дашевский система контроля технического состояния силовых трансформаторов с длительным сроком эксплуатации //Дисс. канд. техн. наук: 05.14.02. — Новочеркасск, 2004. — 213 с.
3. Система стратегического планирования
ремонтов ЕЭС». Методика экспертной оценки технического состояния оборудования. — ЕЭС», 2006. — 34 с.
4. , ,
Центр по проектированию и повышению надежности электрооборудования (Ивановский государственный энергетический университет). Системный подход к оценке состояния силовых масляныхтрансформаторов в режиме on - и off-line // Электроэнергетика. — 2009. — № 4. — С. 87-92.
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ: ЭКСПЛУАТАЦИЯ И РЕМОНТ • 1/2017
